矩阵变换器作为交-交功率变换器,具有输入输出波形为正弦、输入功率因数可控、能量再生、无需大容量储能元件等众多理想特性,受到了国内外电力电子行业的广泛关注。目前,矩阵变换器还停留在理论研究和实验阶段,本课题的研究目的在于设计、实现基于DSP的矩阵变换器空间矢量控制实验系统,以期推进矩阵变换器作为下一代新型功率变换装置的发展进程。本文首先从矩阵变换器的拓扑结构出发,对矩阵变换器的工作原理和调制原理进行了理论推导与分析,总结出基于空间矢量调制策略的开关组合函数。采用计算机仿真方法建立矩阵变换器控制系统仿真模型,对系统的控制原理、输入与输出性能以及输入滤波器参数对系统性能的影响进行了大量仿真研究,并对滤波引起的输入电流相移问题进行补偿。在对双向功率开关实现、安全换流、输入滤波器设计以及保护电路设计等关键技术问题进行深入研究基础上,提出了一种可靠性高、易于软硬件实现的矩阵变换器控制系统设计方案。采用高性能32位DSP芯片TMS320F2812作为主控制器,以Altera公司Cyclone系列FPGA芯片为协处理器,成功实现空间矢量调制、开关函数合成、四步半软换流等控制策略到实际系统的算法移植。构建整体矩阵变换器实验系统,对矩阵变换器的输入、输出特性进行实验测试,获得了较为理想的试验结果,实现了对输入功率因数的调节控制,从实验方面验证了系统设计方案的可行性。